一種電磁流量計的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種電磁流量計，包括有電磁流量計本體以及安裝于電磁流量計本體上的智能防泄漏單元以及防電磁干擾單元，該電磁流量計本體包括有勵磁線圈、勵磁單元、一對電極、檢測單元、放大單元、采樣單元以及A/D轉(zhuǎn)換單元；通過對電磁流量計的優(yōu)化設(shè)計并配合新型的電極以及噪聲除去單元、智能防泄漏單元和防電磁干擾單元，得到一種安全穩(wěn)定、抗干擾、靜音、耐腐蝕且具有防泄漏功能的電磁流量計。
【專利說明】一種電磁流量計
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及計量儀器裝置，尤其是指一種電磁流量計。
【背景技術(shù)】
[0002]電磁流量計的原理是:導(dǎo)電性液體在垂直于磁場的非磁性測量管內(nèi)流動，與流體流動方向垂直的方向上會產(chǎn)生與流量成比例的感應(yīng)電勢，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，只要能夠測量到感應(yīng)電動勢的大小就可以知道流過的流量大小。
[0003]以前，在這種電磁流量計中，向被設(shè)置為磁場的產(chǎn)生方向與在測定管內(nèi)流動的流體的流動方向相垂直的勵磁線圈供給交流的勵磁電流Iex，檢測包含一對電極間所產(chǎn)生的信號電動勢的電信號作為交流流量信號，其中所述一對電極配置在上述測定管內(nèi)且與勵磁線圈產(chǎn)生的磁場垂直相交，對該檢測出的交流流量信號進行采樣并進行信號處理，由此得到測量流量。
[0004]目前國內(nèi)所有的電磁流量計不具備有防泄漏(管道發(fā)生泄漏時實時報警)功能。對于一些特殊的行業(yè)，如化工、污水處理等行業(yè)，工藝管道一旦發(fā)生泄漏會對生產(chǎn)安全、環(huán)境安全產(chǎn)生重大危害。因此，對管道泄漏能夠及時報警就顯得非常重要。本項目產(chǎn)品的防泄漏系統(tǒng)正是基于這一實際應(yīng)用需求而開發(fā)的。
[0005]目前，電磁流量計已成為用量最大的一種流量儀表，尤其是中、大口徑的流量儀表。但在現(xiàn)場使用過程中，其最常見的問題，是外部的電磁場對電磁流量計內(nèi)部磁場的干擾問題。而現(xiàn)場的外部電磁場干擾比比皆是。外部電場影響和干擾電磁流量計的內(nèi)部磁場，進而影響和干擾電磁流量計的正常工作和精確度。
[0006]在工業(yè)生產(chǎn)中，經(jīng)常需要對腐蝕性液體的流量進行測量，電磁流量計上的電極材質(zhì)必須和測量的介質(zhì)相適應(yīng)，這樣才能保證電極不會很快被腐蝕性介質(zhì)所侵蝕，從而使電磁流量計能夠長期、正常的進行信號采集；現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題是:電極通常整體采用耐腐蝕的金屬材料制作，而耐腐蝕的金屬材料一般成本較高，而電極上與腐蝕性液體接觸的區(qū)域的表面積相對較小(相比于電極的總的表面積)，這就造成電極的性價比相對較低，尤其是在一些中小規(guī)格的傳感器中，電極的成本有可能比其他零部件成本的總和還要高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]有鑒于此，本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)存在之缺失，其主要目的是提供一種安全穩(wěn)定、抗干擾、耐腐蝕且對管道具有防泄漏功能的電磁流量計。
[0008]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下之技術(shù)方案:一種電磁流量計，包括有勵磁線圈、勵磁單元、一對電極、檢測單元、放大單元、采樣單元、A/D轉(zhuǎn)換單元、智能防泄漏單元以及防電磁干擾單元；
所述勵磁線圈的磁場的產(chǎn)生方向被配置為與在測定管內(nèi)流動的流體的流動方向相垂
直；
所述勵磁單元向該勵磁線圈提供交流的勵磁電流； 所述一對電極與在所述測定管內(nèi)流動的流體的流動方向和所述勵磁線圈產(chǎn)生磁場的方向垂直相交地配置在所述測定管內(nèi)；該電極為T形電極，該T形電極由T形結(jié)構(gòu)體和保護膜層組成，所述保護膜層將T形結(jié)構(gòu)體上的接液面全部覆蓋；
所述檢測單元檢測包含該電極之間所產(chǎn)生的信號電動勢的電信號作為交流流量信
號;
所述放大單元放大該檢測單元所檢測出的交流流量信號；
所述采樣單元對已被該放大單元放大了的交流流量信號進行采樣并作為直流流量信
號;
所述A/D轉(zhuǎn)換單元和將來自該采樣單元的直流流量信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；
所述智能防泄漏單元包括數(shù)據(jù)采集端、預(yù)處理單元、數(shù)據(jù)存儲器、控制芯片、比較器和報警裝置，所述數(shù)據(jù)采集端分別與A/D轉(zhuǎn)換單元和預(yù)處理單元連接，所述預(yù)處理單元與數(shù)據(jù)存儲器連接，數(shù)據(jù)存儲器、比較器和報警裝置連接到控制芯片，所述比較器與所述報警裝置連接，所述比較器同時連接到數(shù)據(jù)采集端；所述數(shù)據(jù)采集端采集A/D轉(zhuǎn)換單元中的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)后傳送至預(yù)處理單元中進行分析處理后發(fā)送并儲存在數(shù)據(jù)存儲器中，數(shù)據(jù)存儲器中存儲的多次采集數(shù)據(jù)，并由控制芯片進行疊加計算后得出在一段時間內(nèi)的平均值，同時將該平均值賦值給比較器作為比較器的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)，而數(shù)據(jù)采集端實時采集的數(shù)據(jù)發(fā)給比較器，并與平均值相比較，如果誤差超過設(shè)定值，控制芯片會控制報警裝置進行報警；
所述防電磁干擾單元罩設(shè)于電磁流量計外，由鐵磁性材料上、下屏蔽罩組成；上屏蔽罩和下屏蔽罩密封固接。
[0009]作為一種優(yōu)選方案，進一步包括有噪聲去除單元，所述噪聲去除單元設(shè)置在所述采樣單元與所述A/D轉(zhuǎn)換單元之間，去除被送往所述A/D轉(zhuǎn)換單元的直流流量信號中所包含的噪聲成分，
作為一種優(yōu)選方案，所述T形結(jié)構(gòu)體采用不銹鋼材料制作；所述保護膜層采用鉬金材料制作；所述T形結(jié)構(gòu)體上的接液面所在結(jié)構(gòu)體的內(nèi)側(cè)面形成密封面，所述保護膜層延伸至密封面并將密封面全部覆蓋。
[0010]作為一種優(yōu)選方案，所述上屏蔽罩和下屏蔽罩的連接處通過兩個螺栓緊固，所述上屏蔽罩和下屏蔽罩的厚度為5飛mm。
[0011]作為一種優(yōu)選方案，所述噪聲去除單元包括有從來自所述采樣單元的直流流量信號中僅提取噪聲成分的噪聲成分提取單元和輸出單元，該輸出單元將來自所述采樣單元的直流流量信號作為第I輸入信號，將通過所述噪聲成分提取單元提取的噪聲成分作為第2輸入信號，將所述第I輸入信號與所述第2輸入信號的差作為直流流量信號輸出至所述A/D轉(zhuǎn)換單元。
[0012]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點和有益效果，通過對電磁流量計的優(yōu)化設(shè)計并配合新型的電極以及噪聲除去單元、智能防泄漏單元和防電磁干擾單元，得到一種安全穩(wěn)定、抗干擾、靜音、耐腐蝕且具有防泄漏功能的電磁流量計。
[0013]通過對電磁流量計本體中的采樣單元與A/D轉(zhuǎn)換單元之間設(shè)置有將被發(fā)送往A/D轉(zhuǎn)換單元的直流流量信號中包含的噪聲成分去除的噪聲除去單元，僅流量信號成分作為直流流量信號被發(fā)送至A/D轉(zhuǎn)換單元并輸出，不僅可以除去從電極混入的尖峰性噪聲，還可以除去從采樣保持部與A/D轉(zhuǎn)換部之間混入的噪聲。[0014]通過在電磁流量計本體上設(shè)置有智能防泄漏單元實時采集流量數(shù)據(jù)，通過對采集數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)分析和預(yù)處理后，存入系統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)庫?？刂菩酒鶕?jù)這些實時數(shù)據(jù)及設(shè)定的偏差范圍進行預(yù)測是否泄漏，滿足了化工、污水處理以及具有重度污染等危害的特殊行業(yè)的應(yīng)用要求，填補了國內(nèi)目前在防泄漏流量計上的空白。
[0015]通過采用T型電機可減少耐腐蝕金屬材料的用量，降低電磁流量計中的電極成本。
[0016]通過采用了鐵磁性屏蔽罩，從而使電磁流量計在現(xiàn)場使用時，其現(xiàn)場所有磁感線幾乎完全被上屏蔽罩和下屏蔽罩所吸收，其電磁干擾幾乎完全被屏蔽掉，只有萬分之幾，甚至十萬分之幾的干擾進來，如此小的干擾對電磁流量計的正常工作和精確度完全沒有影響，從而達到防50Hz工頻電磁干擾的目的。并且，由于其上屏蔽罩和下屏蔽罩的設(shè)計合理，安裝位置適當(dāng)，完全不需要對電磁流量計的原有設(shè)計進行調(diào)整和修改，易于實施。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明之較佳實施例的流程示意圖。
【具體實施方式】
[0018]請參照圖1所示，其顯示了本發(fā)明之較佳實施例的具體結(jié)構(gòu)，一種電磁流量計，包括有電磁流量計本體以及安裝于電磁流量計本體上的智能防泄漏單元以及防電磁干擾單元，該電磁流量計本體包括有勵磁線圈、勵磁單元、一對電極、檢測單元、放大單元、采樣單元以及A/D轉(zhuǎn)換單元；
所述勵磁線圈的磁場的產(chǎn)生方向被配置為與在測定管內(nèi)流動的流體的流動方向相垂
直；
所述勵磁單元向該勵磁線圈提供交流的勵磁電流；
所述一對電極與在所述測定管內(nèi)流動的流體的流動方向和所述勵磁線圈產(chǎn)生磁場的方向垂直相交地配置在所述測定管內(nèi)；該電極為T形電極，該T形電極由T形結(jié)構(gòu)體和保護膜層組成，所述保護膜層將T形結(jié)構(gòu)體上的接液面全部覆蓋；
所述檢測單元檢測包含該電極之間所產(chǎn)生的信號電動勢的電信號作為交流流量信
號;
所述放大單元放大該檢測單元所檢測出的交流流量信號；
所述采樣單元對已被該放大單元放大了的交流流量信號進行采樣并作為直流流量信
號;
所述A/D轉(zhuǎn)換單元和將來自該采樣單元的直流流量信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；
所述智能防泄漏單元包括數(shù)據(jù)采集端、預(yù)處理單元、數(shù)據(jù)存儲器、控制芯片、比較器和報警裝置，所述數(shù)據(jù)采集端分別與A/D轉(zhuǎn)換單元和預(yù)處理單元連接，所述預(yù)處理單元與數(shù)據(jù)存儲器連接，數(shù)據(jù)存儲器、比較器和報警裝置連接到控制芯片，所述比較器與所述報警裝置連接，所述比較器同時連接到數(shù)據(jù)采集端；所述數(shù)據(jù)采集端采集A/D轉(zhuǎn)換單元中的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)后傳送至預(yù)處理單元中進行分析處理后發(fā)送并儲存在數(shù)據(jù)存儲器中，數(shù)據(jù)存儲器中存儲的多次采集數(shù)據(jù)，并由控制芯片進行疊加計算后得出在一段時間內(nèi)的平均值，同時將該平均值賦值給比較器作為比較器的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)，而數(shù)據(jù)采集端實時采集的數(shù)據(jù)發(fā)給比較器，并與平均值相比較，如果誤差超過設(shè)定值，控制芯片會控制報警裝置進行報警；
所述防電磁干擾單元罩設(shè)于電磁流量計外，由鐵磁性材料上、下屏蔽罩組成；上屏蔽罩和下屏蔽罩密封固接。
[0019]進一步包括有噪聲去除單元，所述噪聲去除單元設(shè)置在所述采樣單元與所述A/D轉(zhuǎn)換單元之間，去除被送往所述A/D轉(zhuǎn)換單元的直流流量信號中所包含的噪聲成分，
所述T形結(jié)構(gòu)體采用不銹鋼材料制作；所述保護膜層采用鉬金材料制作；所述T形結(jié)構(gòu)體上的接液面所在結(jié)構(gòu)體的內(nèi)側(cè)面形成密封面，所述保護膜層延伸至密封面并將密封面
全部覆蓋。
[0020]所述上屏蔽罩和下屏蔽罩的連接處通過兩個螺栓緊固，所述上屏蔽罩和下屏蔽罩的厚度為5?6mm。
[0021]所述噪聲去除單元包括有從來自所述采樣單元的直流流量信號中僅提取噪聲成分的噪聲成分提取單元和輸出單元，該輸出單元將來自所述采樣單元的直流流量信號作為第I輸入信號，將通過所述噪聲成分提取單元提取的噪聲成分作為第2輸入信號，將所述第I輸入信號與所述第2輸入信號的差作為直流流量信號輸出至所述A/D轉(zhuǎn)換單元。
[0022]本發(fā)明的設(shè)計重點在于:通過對電磁流量計的優(yōu)化設(shè)計并配合新型的電極以及噪聲除去單元、智能防泄漏單元和防電磁干擾單元，得到一種安全穩(wěn)定、抗干擾、靜音、耐腐蝕且具有防泄漏功能的電磁流量計。
[0023]通過對電磁流量計本體中的采樣單元與A/D轉(zhuǎn)換單元之間設(shè)置有將被發(fā)送往A/D轉(zhuǎn)換單元的直流流量信號中包含的噪聲成分去除的噪聲除去單元，僅流量信號成分作為直流流量信號被發(fā)送至A/D轉(zhuǎn)換單元并輸出，不僅可以除去從電極混入的尖峰性噪聲，還可以除去從采樣保持部與A/D轉(zhuǎn)換部之間混入的噪聲。
[0024]通過在電磁流量計本體上設(shè)置有智能防泄漏單元實時采集流量數(shù)據(jù)，通過對采集數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)分析和預(yù)處理后，存入系統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)庫?？刂菩酒鶕?jù)這些實時數(shù)據(jù)及設(shè)定的偏差范圍進行預(yù)測是否泄漏，滿足了化工、污水處理以及具有重度污染等危害的特殊行業(yè)的應(yīng)用要求，填補了國內(nèi)目前在防泄漏流量計上的空白。
[0025]通過采用T型電機可減少耐腐蝕金屬材料的用量，降低電磁流量計中的電極成本。
[0026]通過采用了鐵磁性屏蔽罩，從而使電磁流量計在現(xiàn)場使用時，其現(xiàn)場所有磁感線幾乎完全被上屏蔽罩和下屏蔽罩所吸收，其電磁干擾幾乎完全被屏蔽掉，只有萬分之幾，甚至十萬分之幾的干擾進來，如此小的干擾對電磁流量計的正常工作和精確度完全沒有影響，從而達到防50Hz工頻電磁干擾的目的。并且，由于其上屏蔽罩和下屏蔽罩的設(shè)計合理，安裝位置適當(dāng)，完全不需要對電磁流量計的原有設(shè)計進行調(diào)整和修改，易于實施。
[0027]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明的技術(shù)范圍作任何限制，故凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所做的任何細微修改、等同變化和修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種電磁流量計，其特征在于:包括有電磁流量計本體以及安裝于電磁流量計本體上的智能防泄漏單元以及防電磁干擾單元，該電磁流量計本體包括有勵磁線圈、勵磁單元、一對電極、檢測單元、放大單元、采樣單元以及A/D轉(zhuǎn)換單元； 所述勵磁線圈的磁場的產(chǎn)生方向被配置為與在測定管內(nèi)流動的流體的流動方向相垂直； 所述勵磁單元向該勵磁線圈提供交流的勵磁電流； 所述一對電極與在所述測定管內(nèi)流動的流體的流動方向和所述勵磁線圈產(chǎn)生磁場的方向垂直相交地配置在所述測定管內(nèi)；該電極為T形電極，該T形電極由T形結(jié)構(gòu)體和保護膜層組成，所述保護膜層將T形結(jié)構(gòu)體上的接液面全部覆蓋； 所述檢測單元檢測包含該電極之間所產(chǎn)生的信號電動勢的電信號作為交流流量信號; 所述放大單元放大該檢測單元所檢測出的交流流量信號； 所述采樣單元對已被該放大單元放大了的交流流量信號進行采樣并作為直流流量信號; 所述A/D轉(zhuǎn)換單元和將來自該采樣單元的直流流量信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號； 所述智能防泄漏單元包括數(shù)據(jù)采集端、預(yù)處理單元、數(shù)據(jù)存儲器、控制芯片、比較器和報警裝置，所述數(shù)據(jù)采集端分別與A/D轉(zhuǎn)換單元和預(yù)處理單元連接，所述預(yù)處理單元與數(shù)據(jù)存儲器連接，數(shù)據(jù)存儲器、比較器和報警裝置連接到控制芯片，所述比較器與所述報警裝置連接，所述比較器同時連接到數(shù)據(jù)采集端；所述數(shù)據(jù)采集端采集A/D轉(zhuǎn)換單元中的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)后傳送至預(yù)處理單元中進行分析處理后發(fā)送并儲存在數(shù)據(jù)存儲器中，數(shù)據(jù)存儲器中存儲的多次采集數(shù)據(jù)，并由控制芯片進行疊加計算后得出在一段時間內(nèi)的平均值，同時將該平均值賦值給比較器作為比較器的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)，而數(shù)據(jù)采集端實時采集的數(shù)據(jù)發(fā)給比較器，并與平均值相比較，如果誤差超過設(shè)定值，控制芯片會控制報警裝置進行報警； 所述防電磁干擾單元罩設(shè)于電磁流量計外，由鐵磁性材料上、下屏蔽罩組成；上屏蔽罩和下屏蔽罩密封固接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種電磁流量計，其特征在于:進一步包括有噪聲去除單元，所述噪聲去除單元設(shè)置在所述采樣單元與所述A/D轉(zhuǎn)換單元之間，去除被送往所述A/D轉(zhuǎn)換單元的直流流量信號中所包含的噪聲成分。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種電磁流量計，其特征在于:所述T形結(jié)構(gòu)體采用不銹鋼材料制作；所述保護膜層采用鉬金材料制作；所述T形結(jié)構(gòu)體上的接液面所在結(jié)構(gòu)體的內(nèi)側(cè)面形成密封面，所述保護膜層延伸至密封面并將密封面全部覆蓋。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種電磁流量計，其特征在于:所述上屏蔽罩和下屏蔽罩的連接處通過兩個螺栓緊固，所述上屏蔽罩和下屏蔽罩的厚度為5飛mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種電磁流量計，其特征在于:所述噪聲去除單元包括有從來自所述采樣單元的直流流量信號中僅提取噪聲成分的噪聲成分提取單元和輸出單元，該輸出單元將來自所述采樣單元的直流流量信號作為第I輸入信號，將通過所述噪聲成分提取單元提取的噪聲成分作為第2輸入信號，將所述第I輸入信號與所述第2輸入信號的差作為直流流量信號輸出至所述A/D轉(zhuǎn)換單元。
【文檔編號】G01F1/58GK103644946SQ201310571749
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年11月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月16日
【發(fā)明者】石冰鑫, 李景云 申請人:中山歐麥克儀器設(shè)備有限公司